ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Современные представления о структуре нефтяного сырья, используемого для получения углерода из "Нефтяной углерод" В дальнейшем, рассматривая только нефтяное сырье и технологию нефтяного углерода, мы в некоторых случаях для сравнения будем приводить данные о составе и структуре продуктов каменноугольного происхождения. [c.19] В качестве сырья для получения нефтяного углерода используют разнообразные нефтепродукты — начиная от нефтяных газов относительно простого состава и молекулярной структуры до нефтяных остатков, весьма сложных по составу, соотношению углеводородных и неугЛеводородных компонентов. В зависимости от агрегатного состояния и соотношения Н С сырье и нефтяной углерод могут находиться в газообразном (Н С = 4—2,5), жидком (Н С = 2,5—1,0), полужидком (вязкотекучем) (Н С = 1,0—0,7) или твердом (Н С = 0,6 и менее) виде. К газообразному сырью, используемому для производства нефтяного углерода (сажи), относятся природный, попутный, и нефтезаводской газы. [c.19] Нефтяные жидкости не все могут служить сырьем для получения углерода. Жидкости с соотношением Н С = 2,5—1,8 (реф-люксы, бензиновые фракщш) в качестве сырья обычно не используют. Нефтяной углерод можно вырабатывать из фракций с отношением Н С менее 1,8. [c.19] Наибольший интерес как сырье для производства печных саж и пеков с различными температурами размягчения представляют продукты, полученные в результате термического крекинга газойлей каталитического крекинга, экстрактов селективной очистки масел, других дистиллятных продуктов, а такл е при пиролизе дистиллятных фракций. Крекинг-остатки дистиллятного происхождения обычно используют для производства кокса игольчатой структуры и пеков с различными температурами размягчения. [c.20] С повышением глубины термодеструкции нефтяных остатков отношение Н С становится ниже 1,0 и система наполняется надмолекулярными структурами. Такие полужидкие системы с атомным отнощением Н С = 1,0—0,7 относятся к пластическим массам специального назначения (пеки). [c.20] Из всех видов сырья, которые применяют для получения нефтяного углерода, наиболее изучены углеводородные газы. Интеи-спвное развитие производства нефтяного углерода из жидкого сырья в последние 15—20 лет вызвало интерес к изучению структуры, и состава высококипящих дистиллятных и остаточных нефтепродуктов первичного и особенно вторичного происхождения. [c.21] Для производства сажи используют после соответствуюш,ей их подготовки жидкие дистилляты — продукты термической и термокаталитической деструкции, выкипающие в пределах 200—400 °С и содержащие в молекуле от С12 до С35 углеродных атомов. Нефтяные остатки содержат в молекуле, соединения с числом углеродных атомов до Сво и более. [c.21] Рассмотрим кратко структурно-групповой состав нефтяных остатков и их изменение в процессе термических и термокаталитических превращений. [c.21] В процессе термодеструктивных превращений парафиновые углеводороды расщепляются с образованием соответствующих олефииов, а на более глубоких стадиях образуются ароматические углеводороды. [c.21] Несмотря на то, что энергия диссоциации связей С—С меньше, чем связей С—Н, у низших насыщенных парафиновых углеводородов (этан, пропан, бутан) вследствие отсутствия стерического эффекта распад происходит по связи С—Н. Только начиная с пентана, распад осуществляется главным образом по связи С-С. [c.21] Повышение молекулярной массы и степени разветвленности в различных частях молекулы сложных углеводородов обусловливает повышение реакционной способности молекулы. Так, скорости распада высокомолекулярных парафиновых углеводородов по отношению к низкомолекулярным могут различаться на один порядок. В соответствии с этим следует ожидать снижения содержания высокомолекулярных иарафиновых углеводородов в концевых фракциях продуктов деструкции. Изменение химического состава газойля коксования крекинг-остатка западносибирской нефти в зависимости от его конца кипения иоказано в табл. 2 [73]. [c.22] Газойль коксования смолы пиролиза. [c.22] Высокие температуры и низкие давления в процессе термического воздействия способствуют расщеплению парафиновых углеводородов ближе к концам молекулы, а также газообразованию при умеренных температурах (около 500 °С) и высоких давлениях место разрыва связи С—С перемещается к середине молекулы, что способствует увеличению выхода жидких углеводородов. Поэтому для получения большего выхода реакционноснособных низкомолекулярных углеводородов процесс ведут в газовой фазе при высоких температурах и низких давлениях (пиролиз). [c.23] При осуществлении технологических процессов следует учитывать не только элементный состав и способность парафиновых углеводородов к химическим реакциям, но и склонность их при определенных условиях к образованию ассоциатов. Рассмотрим факторы, влияющие на межмолекулярные взаимодействия парафиновых углеводородов. Число атомов углерода в парафиновых цепях остатков колеблется от 20 до 80. Этим числам атомов углерода соответствует длина парафиновых цепей, расположенных в пространстве в зигзагообразной форме в пределах от 27 до 100 А. Отдельные структурные звенья парафиновых углеводородов при достаточно высоких температурах могут образовывать поворотные изомеры (по М. В. Волькенштейну), расположенные в пространстве под разными углами. На изменение формы парафиновой цепочки, кроме температуры, оказывают большое влияние близлежащие атомные группировки соседних молекул и степень их разветвления. [c.23] С понижением температуры уменьшается потенциальная энергия парафиновой цепи, и она принимает растянутую, распрямленную, линейную форму. В этом состоянии молекулы высокомолекулярных парафинов склонны к образованию различных надмолекулярных структур. [c.23] Парафиновые надмолекулярные структуры могут существовать в нефтяных системах только в области низких температур, и их количество тем больше, чем ниже температура системы, т. е. при соответствующих условиях образование таких надмолекулярных структур возможно в любых нефтяных системах (в остатках, дизельных, керосиновых и даже бензиновых фракциях). [c.23] Склонность к ассоциации в значительной степени определяется длиной цепей парафиновых углеводородов, наличием в них разветвлений, концентрацией парафиновых и других высокомолекулярных углеводородов в нефтяных остатках и их соотношением, количеством и составом растворителя, растворимостью парафиновых углеводородов, температурой системы и многими другими факторами. Для выяснения количественного влияния этих факторов на межмолекулярные взаимодействия парафиновых углеводородов требуются специальные исследования. [c.23] Парафиновые углеводороды, содержащиеся в остатках, не склонны при повышенных температурах к образованию ассоциатов. Поэтому они непосредственно нефтяной углерод не образуют. [c.23] Вернуться к основной статье